高校本科數(shù)控技術(shù)教學(xué)改革探索

　　摘 要： 數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)的核心技術(shù)，作者從培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才出發(fā)，分析了本科數(shù)控技術(shù)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問題。以數(shù)控應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為主線，介紹了數(shù)控教學(xué)環(huán)節(jié)在我校的改革與探索。提出并實(shí)踐了以自主學(xué)習(xí)和項(xiàng)目教學(xué)為依托、將數(shù)控加工綜合實(shí)踐和數(shù)控技術(shù)課堂教學(xué)相融合的松散和集中相結(jié)合的教學(xué)模式。通過一系列有效措施，有力促進(jìn)了卓越工程師應(yīng)用創(chuàng)新能力的提高。
　　關(guān)鍵詞： 本科數(shù)控教學(xué) 存在的問題 數(shù)學(xué)改革
　　一、序言
　　數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)的核心，是機(jī)械制造自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)技術(shù)。在生產(chǎn)中采用數(shù)控技術(shù)使生產(chǎn)工藝過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不僅能提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，還能夠大大改善工人的勞動(dòng)條件。在發(fā)達(dá)國家中，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)大量普遍使用。我國與國際先進(jìn)工業(yè)國家相比存在著一定的差距，機(jī)床數(shù)控化率還不到20％，原因是多方面的，數(shù)控專業(yè)人才匱乏無疑是主要原因之一。最新調(diào)查顯示，我國數(shù)控工程技術(shù)人才嚴(yán)重不足，尤其是專業(yè)理論知識層次較高和具備一定動(dòng)手能力的高級工程技術(shù)人才更顯緊缺。以發(fā)達(dá)地區(qū)為例，數(shù)控高層次復(fù)合型人才目前在企業(yè)中所占比例僅為4.83%。數(shù)控人才特別是既有數(shù)控專業(yè)技術(shù)理論，又熟悉編程技術(shù)，能夠解決生產(chǎn)一線工藝難題，且能進(jìn)行數(shù)控設(shè)備維修維護(hù)、相關(guān)技術(shù)的開發(fā)與設(shè)備制造的創(chuàng)新應(yīng)用型人才成為我國的迫切需求。
　　二、本科數(shù)控教學(xué)的現(xiàn)狀
　　對數(shù)控本科人才的培養(yǎng)，我國自1996年起在華北工學(xué)院等幾所高校開展了數(shù)控本科教育的探索，1998年本科專業(yè)調(diào)整（合并）為機(jī)械制造及其自動(dòng)化，實(shí)際上取消了數(shù)控本科專業(yè)。數(shù)控專業(yè)學(xué)習(xí)一門課程和整個(gè)相關(guān)專業(yè)系列課程的學(xué)習(xí)是完全不一樣的。現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)課程是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必不可少的重要課程，也是一門多學(xué)科交叉，理論性和實(shí)踐性要求都很高的課程，尤其是數(shù)控實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)對實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的目標(biāo)起著不可或缺的關(guān)鍵作用，是學(xué)生掌握數(shù)控機(jī)床基本操作技能，了解數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)原理、故障現(xiàn)象和常規(guī)維護(hù)技術(shù)，熟悉現(xiàn)代CAD/CAM自動(dòng)加工技術(shù)的應(yīng)用方法和基本流程的有效途徑，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、分析問題和解決問題的能力，以及啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維、發(fā)掘其創(chuàng)新潛力的重要手段。當(dāng)前本科數(shù)控教學(xué)主要存在的問題有以下幾點(diǎn)。
　　1.課堂教學(xué)時(shí)間短，任務(wù)重。
　　目前機(jī)械本科專業(yè)對數(shù)控技術(shù)的教學(xué)普遍僅開設(shè)一門如“數(shù)控技術(shù)”的綜合課程，通過48—60學(xué)時(shí)來完成從數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)理論到應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)，內(nèi)容涵蓋了原數(shù)控專業(yè)的“數(shù)控原理與伺私服系統(tǒng)”、“數(shù)控編程技術(shù)”、“數(shù)控機(jī)床”、“數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修”等多門課程相關(guān)知識。課程內(nèi)容繁多，分配給每個(gè)教學(xué)模塊的教學(xué)時(shí)間很少。
　　2.課堂教學(xué)內(nèi)容單一。
　　現(xiàn)有的本科數(shù)控技術(shù)教學(xué)由于受到課時(shí)及教學(xué)條件的限制，課堂和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容單一。課堂教學(xué)重點(diǎn)放在了指令的講解上，機(jī)床操作僅是“按鈕”的簡單功能講解，實(shí)踐教學(xué)如實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)則是對指令和按鈕應(yīng)用的驗(yàn)證和熟練程度的訓(xùn)練，數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修教學(xué)僅是走過場。學(xué)生學(xué)習(xí)完成后僅能進(jìn)行指令代碼的編寫，無法獨(dú)立進(jìn)行數(shù)控加工設(shè)計(jì)，也不具備機(jī)床維護(hù)與維修的基本能力。
　　3.教學(xué)模式陳舊
　　目前本科數(shù)控教學(xué)仍多沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)模式，結(jié)合具體的案例、項(xiàng)目對數(shù)控編程技術(shù)進(jìn)行深入講解的教學(xué)內(nèi)容很少，在高職高專大量應(yīng)用的現(xiàn)場教學(xué)模式在本科數(shù)控教學(xué)依然少見，機(jī)床維修、維護(hù)也僅是課堂上的照本宣科，導(dǎo)致學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)際中遇到問題時(shí)無從下手。
　　4.實(shí)踐教學(xué)過于簡化，缺乏維護(hù)與維修基本能力的培養(yǎng)。
　　實(shí)踐教學(xué)具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性與創(chuàng)新性的特點(diǎn)，是高等學(xué)校實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。目前本科院校的數(shù)控實(shí)踐教學(xué)中，數(shù)控基礎(chǔ)理論方面如檢測、調(diào)速、位置控制等方面的實(shí)踐環(huán)節(jié)很少；數(shù)控編程實(shí)驗(yàn)僅是編程指令的簡單訓(xùn)練，而工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容幾乎沒有，實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫的僅是所編的簡單程序；實(shí)訓(xùn)教學(xué)中把實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)放在數(shù)控機(jī)床的簡單操作上，而對機(jī)床維護(hù)、維修方面的專業(yè)技能訓(xùn)練不夠，導(dǎo)致學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)際中動(dòng)手能力差，機(jī)床工作過程中一旦出現(xiàn)故障，便只能等待專業(yè)維修人員來解決。
　　三、本科數(shù)控教學(xué)改革的探索
　　1.明確教學(xué)目標(biāo)。
　　結(jié)合本校的具體情況，針對本科教學(xué)的目標(biāo)和特點(diǎn)，以及本科學(xué)生今后的就業(yè)定位和社會(huì)對本科畢業(yè)生的要求，在本科學(xué)生的教學(xué)方案的設(shè)計(jì)過程中，在充分借鑒?？坪透呗氃盒５臄?shù)控實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的寶貴經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，明確本科數(shù)控技術(shù)教學(xué)的創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)生既掌握基本的數(shù)控機(jī)床編程、操作和維護(hù)、CAD/CAM技術(shù)等專業(yè)應(yīng)用技能，同時(shí)又具備數(shù)控基礎(chǔ)知識，具有從事數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)及數(shù)控設(shè)備集成制造等方面的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具有應(yīng)用創(chuàng)新能力的本科特色人才。
　　2.自主學(xué)習(xí)模式和項(xiàng)目學(xué)習(xí)相結(jié)合。
　　在課堂教學(xué)中，由于受教材篇幅和學(xué)時(shí)的限制，講授的內(nèi)容多而廣，但涉及的具體內(nèi)容又顯得不夠。針對這種情況，我們在課程開始第1周就把實(shí)踐的項(xiàng)目任務(wù)下發(fā)給學(xué)生，使學(xué)生明確課堂教學(xué)的內(nèi)容和為完成本實(shí)踐環(huán)節(jié)需要同學(xué)自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容。使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中帶有明確的任務(wù)和目的，在課程學(xué)習(xí)到相關(guān)章節(jié)時(shí)對于實(shí)踐需要而課堂教學(xué)又沒有講到的內(nèi)容在課后自學(xué)，同時(shí)在隨堂答疑時(shí)學(xué)生也可以就自主學(xué)習(xí)中遇到的問題向老師請教，從而使學(xué)生在訓(xùn)練項(xiàng)目的指導(dǎo)下有目的性地學(xué)習(xí)，在自主學(xué)習(xí)中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，自主解決問題，也使學(xué)生在解決工程實(shí)踐問題的過程中完成對應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
　　3.松散、集中相結(jié)合的實(shí)踐模式。
　　綜合實(shí)踐是在數(shù)控技術(shù)課程結(jié)束后進(jìn)行的獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，所訓(xùn)練的內(nèi)容包括數(shù)控加工工藝過程設(shè)計(jì)、程序編寫、機(jī)床操作、維護(hù)與維修等，一般需要用4—6周的實(shí)踐時(shí)間來完成。而目前機(jī)械制造本科專業(yè)數(shù)控綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)沿襲了傳統(tǒng)的2周的習(xí)慣，因而時(shí)間短任務(wù)重，需要采用一種全新的模式來完成實(shí)踐。根據(jù)學(xué)生平時(shí)時(shí)間相對比較充裕的情況，本實(shí)踐環(huán)節(jié)和課堂教學(xué)相結(jié)合，在課程開始就下發(fā)實(shí)踐任務(wù)，把實(shí)踐中原需要集中的環(huán)節(jié)分散在課程教學(xué)過程中來完成，而在集中實(shí)踐時(shí)把時(shí)間更多地用上機(jī)實(shí)踐上，從而形成一種松散和集中相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)模式來解決集中實(shí)踐時(shí)間不足的問題。
　　4.開放式實(shí)踐教學(xué)模式。
　　開放實(shí)驗(yàn)室是一種具有科學(xué)性、綜合性和創(chuàng)造性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。借助實(shí)驗(yàn)室開放的經(jīng)驗(yàn)和模式，我院數(shù)控技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)也采用開放式的管理模式。學(xué)生根據(jù)實(shí)踐任務(wù)安排，以培養(yǎng)興趣為切入點(diǎn)，結(jié)合自身的特點(diǎn)和時(shí)間安排，自覺主動(dòng)地去完成實(shí)踐任務(wù)。從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力、分析問題和解決問題的能力，將現(xiàn)有的教學(xué)實(shí)驗(yàn)條件與自身的特長和興趣有機(jī)結(jié)合起來。
　　四、結(jié)語
　　數(shù)控技術(shù)教學(xué)決定了本科院校所培養(yǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用型數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才在生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)用性。本文分析了本科院校數(shù)控教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題，并在本科數(shù)控技術(shù)教育的現(xiàn)有條件下，以數(shù)控應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為主線，介紹了數(shù)控教學(xué)環(huán)節(jié)在我院的改革與探索。我在多年內(nèi)從事數(shù)控教學(xué)的實(shí)踐基礎(chǔ)上，借鑒職業(yè)數(shù)控技術(shù)教育的成功經(jīng)驗(yàn)，對教學(xué)方法、培養(yǎng)手段和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，提出并實(shí)踐了以自主學(xué)習(xí)和項(xiàng)目教學(xué)為依托、將數(shù)控加工綜合實(shí)踐和數(shù)控技術(shù)課堂教學(xué)相融合的松散和集中相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)模式，在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的教學(xué)效果。通過一系列有效措施，有力促進(jìn)了學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的提高。
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